Российские учёные предложили формат кодирования данных для 6G-связи
Учёные Университета ИТМО предложили вариант использования терагерцового диапазона импульсов для передачи информации, который можно применить для связи следующего поколения 6G. Новый стандарт позволит увеличить скорость передачи данных в 100-1000 раз.
«В терагерцовом диапазоне в импульсах, как правило, содержится малое число колебаний поля. Буквально одно-два колебания в импульсе. Он очень короткий и выглядит на графике как такой узкий пик. Интерферировать импульсы с подобными характеристиками колебания поля достаточно сложно, так как тяжело добиться их перекрытия», — отметил сотрудник факультета Фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Егор Опарин.
Для того, чтобы использовать терагерцовый диапазон для передачи информации, необходимо создать интерференцию двух импульсов для создания «гребёнки» (последовательности импульсов, с помощью которой и кодируется информация). Добиться этого российские учёные предлагают растянуть импульс во времени так, чтобы его протяжённость всё ещё измерялась пикосекундами, но длился бы он в несколько раз дольше. Это позволит сделать так, что разные частоты будут присутствовать в импульсе не сразу, а последовательно сменять друг друга, обеспечив так называемое чирпирование. Для инфракрасного диапазона чирпирование отработано, то для терагерцового диапазона технологии практически не развиты. Справиться с этой задачей смогли в Университете ИТМО.
«Мы взяли волновод, сходный с теми, что используются в СВЧ-диапазоне, созданный в размерах, подходящих для терагерцового диапазона, стрельнули в него широкополосным излучением так, чтобы оно распространялось в разных конфигурациях, и за счёт этого импульс сильно растянулся во времени, с двух до порядка семи пикосекунд, то есть в три с половиной раза. Это и стало для нас решением.
В нашей гребёнке наблюдается зависимость структуры импульса во времени и в спектре, то есть у нас есть временная форма импульса, проще говоря, колебание поля во времени, и спектральная, то есть колебание в спектре терагерцовых частот. Допустим, у нас есть три пика, три субструктуры во временной форме, и, соответственно, три субструктуры в спектральной форме. Вырезая специальным фильтром части спектральной формы, мы можем «мигать» во временной форме и наоборот. Таким образом можно построить кодирование информации в терагерцовом импульсе», — пояснил Егор Опарин.
Результаты работы российских учёных, опубликованные в журнале Scientific Reports, могут быть использованы для создания и развития связи поколения 6G.